旋挖钻机数字控制系统毕业设计2(甘按毕业设计纸打).doc

目 录 第1章 绪论………………………………………………………1 1.1 旋挖钻机的基本知识……………………………………………1 1.2 旋挖钻机的发展历史…………………………………………2 1.3 旋挖钻机的应用前景………………………………………3 1.4本选题工作内容与任务… …………………………………5 第2章 计算机控制系统方案及技术指标………………………6 2.1 控制系统方案………………………………………………6 2.2 主要技术指标………………………………………………6 第3章 硬件部分的设计…………………………………………7 3.1 电源部分……………………………………………………7 3.2 单片机选型……………………………………………10 3.3 模拟信号处理部分………………………………………15 3.4 PWM功率放大器…………………………………………16 3.5 RS232接口………………………………………………16 3.6键盘及显示器接口…………………………………………17 3.7 数字输入输出接口及计数器接口…………………………18 3.8 CAN总线接口………………………………………………18 第4章 控制系统软件设计……………………………………32 4.1 主程序……………………………………………………32 4.2中断控制…………………………………………………32 4.3控制规律设计………………………………………………33 4.4 PID 控制算法……………………………………………34 结束语……………………………………………………………35 参考文献…………………………………………………………36 致 谢………………………………………………………………37 第1章 绪论 1.1 旋挖钻机的基本知识 旋挖钻机是一种用于建筑基础工程中成孔作业的施工机械。它是以履带为支承的回转斗式旋挖钻孔机械其工作装置由动力头、伸缩钻杆、加压装置和液压系统等组成。旋挖钻机的控制属于一般工业自动化应用领域,它要求一种廉价、节能、维护方便、适用于大功率控制及具有一定控制精度的控制技术,所以采用电液比例控制。它能够接受模拟信号和数字信号使输出的流量或压力连续成比例地受到控制。电液比例控制系统有数字控制系统、脉宽调节(PWM)控制系统等。旋挖钻机钻桅的垂直度直接影响到所钻孔的质量,对于提高工程机械作业效率有着很重要的意义,保证其在要求的范围内是控制系统应完成的主要任务。所以旋挖钻机的控制方案为:根据操作员的指令,利用电液比例控制系统控制液压缸运动,实现钻具安全平稳起竖,进而保证旋挖钻机钻桅的垂直度在要求范围内。同时,精确的井深测量也能极大提高工作效率。所以,它也是控制系统应完成的任务。目前,国内外旋挖钻控制系统的特点是其控制器的所有控制规律处理、输入/输出信号波形处理和功率放大等都由模拟电路进行,因此迫切需要改进。而旋挖钻机控制的数字化正是目前提高旋挖钻机工作性能的必然要求和发展趋势。:LLAMADA;日本：日本车辆、HITACHI、住友、加藤；芬兰：JUNTTAN、TAMROCK;美国：APE、Ingersoll-Rand;英国：BSP等。 1984年天津探矿机械厂首次从美国RDI公司引进车载式旋挖钻机。1988年北京城建工程机械厂仿制了土力公司1.5m直径的附着式旋挖钻机。1994年郑州勘察机械厂引进英国BSP公司附着式旋挖钻机。1998年上海金泰股份有限公司与宝峨合作组装BG15。1999年哈尔滨四海工程机械公司和徐州工程机械股份有限公司先后开发了附着式旋挖钻机和独立式旋挖钻机。2001年经纬巨力第一台旋挖钻机试制成功。2003年后三一、三河智能等多家生产厂家的旋挖钻机陆续下线，产销两旺。 目前国内的旋挖钻机主要生产厂家为：湖南山河智能、湖南三一、徐工、中联重科、徐州东明、北京巨力、天津宝峨、石家庄煤机、连云港黄海、哈尔滨四海、内蒙古北方重汽、宇通重工、南车时代、山东鑫国、郑州勘察等。 1.3旋挖钻机的应用前景 混凝土质量的改善，桩基础施工技术的完善，灌注桩承载能力的提高，以及城市环境法规的严格执行，混凝土灌注桩几乎取代了其他基础，成为应用最广泛的基础。国内外成孔作业中各种钻孔机（反循环、旋挖钻机、全套管）的比例迥然不同。在国外大直径混凝土灌注桩施工中，旋挖钻机一般占2/3以上，反循环钻机在欧洲城市中几乎不再使用。而国内钻孔机产品中反循环钻机的产量占90％。 旋挖钻机因其具有装机功率大、输出钮矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高、环保等特点，配合不同钻具，适应我国大部分地区的地质条件，成为适合建筑基础工程中成孔作业最理想的